植物护坡在水土保持中的应用及水文效应分析

赵信华

（临洮县玉井镇农业农村综合服务中心，甘肃 临洮 730502）

0 引言

由于各类工程项目的开发对自然斜坡造成一定破坏，因此，需要采取防护工程治理水土流失问题。利用植物护坡形式不但对自然边坡具有防护功能，而且能恢复生态。因此，植物护坡在水土保持方面的应用符合当前环境保护需求以及经济发展需求，探究植物护坡的实践应用途径并对其水文效应展开分析十分必要。

1 植物护坡的应用形式

1.1 种草护坡

种草护坡主要适用于土质坡面或沙质坡面上方土层较薄的斜坡。在植物类型的选择方面，优先选择低矮匍匐类型的草种，并按照坡面具体情况，使用差异化的种草方法。比如，针对土质坡面，可选择直接播种的方式；针对风沙坡地，可利用沙障将流沙固定后进行播种；针对边坡土壤相对密实的坡面，可利用穴植法。

1.2 造林护坡

造林护坡主要适用于地质条件优良且坡度较缓的坡面。植被的选择方面，应该结合当地气候条件，选择速生类型树种，像灌木和乔木等都是较好的选择。在种植过程中，应按照深根性树种和浅根性树种相互结合的方式，打造乔木和灌木混交林。

1.3 混合种植

在边坡土质相对复杂，并且坡度和坡向也相对复杂的位置，可利用种草、造林2种护坡方式设置乔木、灌木和草类组合护坡植物，可选择藤本科植物进行护坡。

2 植物护坡在水土保持中的应用原则

2.1 在河道护坡中的应用原则

在河道护坡项目中，选择植物护坡的原则如下：①水利稳定 护坡设计应该和岸坡稳定性具体要求相符；②生态和谐 在护坡植物、砖石及土壤等方面的选择，应最大限度地利用原有材料，保证边坡区域周围植物种群的稳定性；③因地制宜 结合乡土文化及自然因素，对坡道土壤、地形和环境等特点进行分析，选用具有较高适应性的植物。

2.2 在道路边坡中的应用原则

在道路边坡水土保持项目中，选择植物护坡的原则如下：①适地种植，根据坡面环境特点，选择乡土植物，保证和道路周围景观具有良好的融合性；②与当地环境相协调，满足植物生长需求，景观呈现多元化；③合理搭配植物群落，提高边坡稳定性。

3 植物护坡在水土保持中的应用

3.1 河道护坡中的应用

1）植物护坡 植物护坡具有良好的生态性能，通过植物护坡使河道、水、堤岸等形成整体，组成河流生态系统，利用植被地上结构作为迎水面的软覆盖，降低坡面受到外应力影响。河道护坡植物的选择应保证其生物学性能优良，如植物根系发达，有助于遏制边坡水土流失；植物的抗寒、耐旱性能较强，适应贫瘠土壤生长环境；植物具有较快的生长速度，并且抵御病虫害能力强；植物景观效果良好。通常可选择刺槐、沙棘、三叶草等。针对边坡施工困难的情况，可利用水力喷播方法完成草坪种植，或利用混播形式。植物护坡可能在种植当年受到雨水冲刷而形成深沟，影响护坡效果，所以，如果边坡迎水面水流速度大于3m/s，或者处于河流弯道的护坡，不适合用植草护坡。

2）植被和混凝土组合护坡 植被和混凝土组合护坡合主要由多孔混凝土、肥料、保水材料及表层土等结构组成，作为植被生长的场所，为其提供水分。在多孔混凝土的表面设置表土层，种植植物，控制水分蒸发。此方法利用覆草的缓冲性能，在草根的“锚固”作用下增加边坡抗滑能力，使护坡草与混凝土形成整体，有效提高边坡的稳定性。植被混凝土组合应用技术如表1所示。

表1 植被混凝土组合应用技术

研究表明，使用六边形植被混凝土护坡，若对角线长度为45cm，原构件质量为30kg，当草长成以后，需要160kg的力量才能拔起，并且这种水土保持方法施工简单。该方法重点在于植物种植，混凝土表面应粗糙，以提高表面的保土能力。将草籽拌合后轻轻耙入孔隙内，覆盖，及时养护。

3）水泥生态护坡 利用水泥生态护坡主要是使用高强度多孔材料作为植物生长基地，使用肥料、水泥和土壤等有机质，配合低碱性胶结材料作为固体物质，并利用稻草秸秆形成孔隙，为植物提供水分，保证植物处于坡面日照环境下的生长环境优良。

4）土工植被网护坡 使用此护坡方式，主要是借助活性植物，组合成土工材料，在坡面打造具备生长能力的防护系统，利用植物生长对边坡进行加固。通常可种草，适用于孔隙率高于90%的疏松土质边坡，植物可穿过网垫将根系伸入土中，使植物、根系、土壤及网垫等组合成一个整体，形成紧贴坡面的表皮，抵御暴雨或者水流对坡面的冲刷。实践表明，相对于未使用土工网草皮的坡岸，使用土工网草皮护坡能够防止土壤遭受风雨等侵蚀，并且在草籽播种初期还能保持草籽稳定。在坡度为45°并且护坡草未长成以前，土工网的固土率可达97%；当坡度为60°时，土工网的固土率可达85%。边坡的植被覆盖率超过30%，可承受小降雨对边坡产生的冲刷；边坡植被覆盖率超过80%，可承受强降雨对边坡的冲刷。如果河流较深，使用土工网还能抵御流速为6m/s的水流连续冲刷2d而不出现水土流失的情况。

3.2 在道路边坡项目中的应用

1）植草护坡 使用植草护坡技术，需要在种植之前利用机械对坡面进行整理，然后用人工方式疏松坡面，保证清除作业深度超过20cm，将坡面内部树根、杂草及石块等有效清除，浇透水之后，将草籽拌沙搅拌均匀，利用人工喷播或播种机喷播方式，确保出苗率。播种后采取覆盖措施，稳定草籽，可利用透气性良好的无纺布，不但能够保护草籽，还能对雨水冲刷具有良好的预防作用。

2）混喷技术 采用混喷技术重点是利用喷播机械，将水泥、有机质、土壤及肥料等物质向边坡岩石表面进行喷射，利用水泥的黏结作用，使混合物能够在岩石表面硬化，硬化物存在连续孔隙，内部含有植物种子以及肥料和保水材料，可对岩石边坡实现绿化。

3）客土喷射 应用客土喷射主要是使用镀锌网，将其从上到下在边坡上固定，之后按照特定比例将种子、肥料及客土进行混合，将混合物质置于专用设备中进行充分搅拌，借助压缩机喷射到道路坡面之上，在边坡上种植植被，有效遏制水土流失以及雨水冲刷等问题，还能利用土壤改良剂中的有机纤维共同形成生长基层，为植物生长提供有利条件。

4）草棒技术 可在较平整的道路坡面上，使用消毒的稻草缠绕竹竿，制作成草棒，在稀泥上浸泡，并使用螺纹钢锚固在边坡顶部和底部，形成稳定的着力层，之后按照特定的距离，将草棒固定在着力层上，覆盖客土，保证土的厚度能够完全覆盖草棒，充分浇水，让客土完全沉降。浇水之后如果出现客土下陷的现象，应该重新覆土。完成上述工作后即可进行草种植。护坡草发芽后，还可配合藤本科植物及矮型灌木共同组成护坡植物群落。除此之外，草棒材料经过环境作用下能够充分腐化，为植物生长提供养分。

4 植物护坡在水土保持中应用的水文效应

1）截流降水 植物根系能够有效地对部分降雨量进行截流，削减降雨对坡面土体的侵袭。

2）削减雨水溅蚀 利用植物茎叶等对高速下落的雨滴产生的拦截作用，有效降低坡面受到的冲击力。如果边坡植物的覆盖率相对较高，还可能含有枯枝落叶，对边坡形成覆盖层，将雨水的溅蚀作用完全消除。

3）减少地表径流 当地表径流较为集中时，可对边坡土壤产生较大的侵蚀，同时，径流携带的能量还会对边坡土壤产生强大冲刷力。边坡植物落叶可覆盖边坡面，减少土壤的裸露面积，防止地表径流应力与边坡土壤直接接触，减缓坡面径流速度，延长雨水停留时间，削弱径流产生的冲击力，增加雨水向土壤内部的渗透率，进而降低雨水其对土壤产生的侵蚀，实现良好的水土保持效果。

5 结语

无论是植树种草，还是利用综合技术均可对边坡水土保持工作起到促进作用，控制坡面土壤受到侵蚀。因此，可针对不同项目边坡特点，灵活选择植物和配置形式，发挥植物护坡在水土保持工程中的应用价值。